Integration 3D-Druck als Bestandteil einer integrierten Fertigungsstrategie

Additive Manufacturing hat durch Covid-19 einen Anstieg der Popularität erfahren. Wie und warum war der 3D-Druck so nützlich und wie kann er über die Pandemie hinaus eingesetzt werden?

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Trebing & Himstedt Prozeßautomation GmbH & Co. KG

GTMA Manufacturing Resource Centre

Dieser Artikel beleuchtet die Wirksamkeit einer integrierten, in Großbritannien angesiedelten Fertigungslieferkette, die eine agile, widerstandsfähige Basis bietet, wobei insbesondere die Wirksamkeit bei der Reaktion auf medizinische Anforderungen während der Covid-19-Pandemie ermittelt wurde. 85 % der Fertigungsanforderungen wurden von den Unternehmen der GTMA-Lieferkette erfüllt.

Der sprunghafte Anstieg des 3D-Drucks als Reaktion auf die Covid-19-Epidemie trug dazu bei, uns durch die Produktion von Gesichtsschutzschilden und Beatmungskomponenten zu schützen. Im Zuge der Neuausrichtung der Fertigungsindustrie sind viele der Produkte jetzt in der Massenproduktion durch Gießen und andere traditionellere Bearbeitungsverfahren, bei denen Volumen und Ausgabegeschwindigkeiten erhöht werden können. Dieser Zeitraum hat gezeigt, wie wertvoll der 3D-Druck (additive Fertigung) als Teil einer integrierten Fertigungsstrategie ist. Dies ist eine ergänzende Technologie, die sich noch in der Entwicklung befindet. Der britische Fertigungssektor hat die anfängliche Herausforderung der Pandemie gemeistert und die Lehren daraus gezogen, die für die weitere Entscheidungsfindung erforderlich sind.

Additive Manufacturing wird in vielen Bereichen unseres Lebens eingesetzt, von Lebensmitteln über Gesichtsmasken und Spielzeug bis hin zu komplexen wissenschaftlichen Geräten. Oft wissen wir nicht, wie etwas hergestellt wird, aber diese Technologie ist überall um uns herum, in dem, was wir verwenden, wo wir leben und wie wir reisen. Die Technologie ist automatisiert und eignet sich ideal für den "branchenübergreifenden Technologietransfer", den die moderne Welt verlangt.

3D-Druck als eigenständige Technologie

Der 3D-Druck ist der automatisierte Prozess, bei dem Dinge Schicht für Schicht hergestellt werden. In den Anfängen dieser Technologie vor mehr als 25 Jahren wurde dies zur Herstellung von Prototypen (oder Modellen) verwendet, um es den Ingenieuren zu ermöglichen, Form und Funktion der Teile zu entwickeln und sie in Windkanälen und durch Kundenüberprüfungen zu testen. Mit der Entwicklung der technologischen Prozesse und Materialien ist dies zu einer alltäglichen Technologie für die Herstellung von Teilen und Werkzeugen geworden. Additive Komponenten finden sich in allem, von Waschmaschinen und Staubsaugern bis hin zu Zügen, Autos, Düsentriebwerken und Satelliten.

Das jüngste Wachstum im Bereich des 3D-Drucks ist exponentiell, und obwohl es sich um ein fantastisches Werkzeug handelt, kommt sein wirklicher Wert durch die Integration mit anderen, etablierteren Herstellungsverfahren zustande, die flexible Strategien für eine schnellere Herstellung mit größerer Wertschöpfung ermöglichen. Es gibt mehr als 500 Unternehmen in ganz Großbritannien, die diese Technologie nutzen, und sie expandiert rasch. Durch die Zusammenführung der Technologieanwender und anderer Hersteller erhält Großbritannien die erforderliche agile Fertigungsbasis, die es braucht.

Die additive Fertigung ermöglicht die Freiheit des Designs: Ingenieure können Funktionen schaffen, die mit anderen "subtraktiven" Fertigungsmethoden normalerweise nicht möglich wären. Unterbaugruppen können als Einzelteile erstellt werden, was die Anzahl der Teile und Montagevorgänge reduziert. Da Material "abgelagert" wird, ist dies eine effiziente Nutzung des Materials, da bei der konventionellen Bearbeitung ein großes Volumen an Material entfernt und verschwendet wird - was Zeit, Energie und Kosten kostet. Es ist auch möglich, mehr als eine Sorte oder einen Typ von Material gleichzeitig abzuscheiden, was dem Teil oder Werkzeug bedeutende Eigenschaften verleihen kann. Bei der Herstellung von Werkzeugen kann Additive Manufacturing eine komplexe konturnahe Kühlung bewirken, die die Effizienz des Form- oder Umformprozesses verbessert, indem das Werkzeug lokal gekühlt oder erwärmt wird. Machen Sie, was Sie wollen, wo Sie es wollen - Additive Manufacturing verkürzt die geografische Lieferkette und bietet eine schnelle Produktion vor Ort.

3D-Druck als ergänzende Technologie - eine integrierte Fertigungsstrategie

Auf die Nachfrage nach Produkten zur Bekämpfung von Covid-19 wurde mit einer kollektiven Aktivität reagiert, aber wenn wir daraus lernen, können wir eine bessere Strategie für die Zukunft entwickeln. Eine effektivere Lieferkette in Großbritannien ist im Interesse aller.

Es wird viel aus Industry 4.0 gemacht, die auf datengesteuerten Prozessen mit einem Minimum an manuellen Eingriffen basiert. Wählen Sie ein beliebiges Schlagwort, von dem Sie glauben, dass es passt. Der Schlüssel zu einer besseren/agilen/resistenten Fertigung im Vereinigten Königreich liegt in einer besseren Integration in Verbindung mit der Fähigkeit der Hersteller, ein breiteres Spektrum von Sektoren zu erkunden. Diese umfassendere Vision und die Allianz mit anderen Herstellern mit Sitz im Vereinigten Königreich wird schlüsselfertige Lösungen für Kunden auf dem Inlands- und Exportmarkt liefern, die in der Lage sind, ihre Produktion zu steigern und zu verringern, um Nachfrageschwankungen auszugleichen.

Es gibt Vorschläge von Designern, dass ein "additiver digitaler Zwilling"-Ansatz einen Weg bieten kann, Produkte parallel zu entwickeln und zu produzieren, um den Prozess der Einführung neuer Produkte zu beschleunigen und die Verifizierung des serienreifen Produkts zu ermöglichen. Ein "digitaler Zwilling" ist ein virtuelles Produkt, das wie das reale aussehen und sich so anfühlen kann, schnell durch additive Prozesse hergestellt werden kann und das Design leicht weiterentwickelt werden kann, während der harte Werkzeugbau und der Herstellungsprozess für die vollständige Produktion mit einem viel höheren Grad an Sicherheit abläuft. Sie wissen, was Sie bekommen werden, bevor Sie es bekommen.

Dieser Beitrag wurde ursprünglich auf unserem Partnerportal ETMM veröffentlicht.

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